基于VPX平台的数字波束形成新架构

白晓慧

（中国电子科技集团公司第38研究所，安徽合肥230088）

0 引言

数字波束形成(DBF)是在原来模拟波束形成原理的基础上，引入数字信号处理方法后建立起来的一门雷达新技术[1]。它是针对阵列天线，利用阵列天线的孔径，通过数字信号处理在期望的方向形成接收波束。这种技术充分利用了阵列天线所检测到的空间信息，可以方便地获得超分辨和低副瓣的性能，实现波束扫描、自校准和自适应波束形成等。原则上讲，数字波束形成技术对雷达系统的发射和接收都可应用，但是在接收状态下才真正体现出它的特点：1）同时形成多个可控波束，以适应在特定的干扰环境下对多个目标进行探测、跟踪；2）波束位置的无惯性捷变，实现重复周期内的波束时分控制和功率匹配；3）天线方向图可以实现有源干扰的自适应置零，从而有效抑制干扰等。DBF技术的成功应用必将对现代雷达技术的发展产生重大影响。本文充分利用FPGA资源丰富、处理灵活的优势以及PPC实时多核的特点，在基于VPX开发平台上进行了DBF的工程实现。

1 数字波束形成基本原理

数字波束形成就是用数字处理方法[2]，对于某一方向入射信号，补偿由于传感器在空间位置不同而引起的传播波程差导致的相位差，实现同相叠加，从而实现该方向的最大能量接收，完成该方向上波束形成。图1示出了数字波束形成的原理方框图。

图1 数字波束形成原理方框图

在数字阵列雷达中，阵列天线的每一个阵元都接有一个数字T/R模块，数字T/R模块具有独立的接收通道和发射通道[3]。……